Mathe Problem

  • Mathe Problem von radiohead am 31 Aug, 2009 22:34
  • für die Mathe Experten unter euch ist das sicher ein Klacks, aber ich steh auf der Leitung...

    Gegeben sind 2 Funktionen. Berechne die Schnittpunkte
    f1(x)=2-x^2
    f2(x)=ln(x)

    Also die Funktionen gleichsetzen und x extrahieren. Wer schaffts?
  • #1 von TheMechanix am 01 Sep, 2009 03:12
  • Also ich hab mich jetz lang dran versucht, hab alle Register meines beschränkten Schulwissens gezogen und mir dran die Zähne ausgebissen, eine exakte Lösung zu finden...numerisch komm ich auf x = 1,314096804

    Und weil ich's genau wissen wollt, hab ich die Gleichung ins Derive eingegeben, allerdings war's auch da nicht möglich, eine exakte Lösung herauszubekommen...
  • #2 von radiohead am 01 Sep, 2009 17:22
  • Wolframalpha kann die Gleichung auflösen:

    http://www.wolframalpha.com/input/?i=+2-x^2%3Dln(x)
    Plot-->http://www.wolframalpha.com/input/?i=plot+2-x^2%3Dln(x),x%3D-2..3

    W(z) is the product log function.   ???   Nie gehört

    Machanix, wie hast du den Wert so exakt berechnen können?
  • #3 von blues am 01 Sep, 2009 17:49
  • Das ist direkt auch nicht lösbar. Numerisch kann man das jedoch sogar im Excel machen, indem man die Formel in eine Zelle schreibt und dann mit der Zielwertsuche null setzt - ist allerdings irgendwie nicht sehr elegant.

    Von Hand ist es iterativ zum Beispiel mit dem Newtonverfahren lösbar, da die Funktion ableitbar ist.
    f(x)=ln(x)+x^2-2
    f'(x)=1/x+2x
    Newtonansatz: x[n+1]= x[n]-f(x[n])/f'(x[n]) konvergiert gegen die Lösung

    Wenn du einen Startwert x[n]=1 nimmst, bist Du nach 5 Schritten bei einem hinreichend genauen  Ergebnis.
  • #4 von TheMechanix am 01 Sep, 2009 17:53
  • Von Hand ist es iterativ zum Beispiel mit dem Newtonverfahren lösbar, da die Funktion ableitbar ist.
    f(x)=ln(x)+x^2-2
    f'(x)=1/x+2x
    Newtonansatz: x[n+1]= x[n]-f(x[n])/f'(x[n])

    Wenn du einen Startwert x[n]=1 nimmst, bist Du nach 5 Schritten bei einem hinreichend genauen  Ergebnis.

    Genau mit dem Verfahren bin ich auch auf das Ergebnis gekommen...hab das früher für Schularbeiten immer als Überprüfungsmethode verwendet...
  • #5 von radiohead am 01 Sep, 2009 19:15
  • Tolles Verfahren! Hab ich bis jetzt auch nicht gekannt.

    Wie rechnet ihr die sich wiederholenden Rechenschritte in der Praxis aus? Mit programmierbaren Taschenrechner? Spezielle Mathematik Software?
  • #6 von TheMechanix am 01 Sep, 2009 22:15
  • Wie rechnet ihr die sich wiederholenden Rechenschritte in der Praxis aus? Mit programmierbaren Taschenrechner? Spezielle Mathematik Software?

    I.d.R. gar net, weil ich das nie brauch... ;D - aber vorher hab ich's mit Excel gemacht - und am Taschenrechner geht's a recht gut bei mir, da geb ich die Gleichung einfach so ein, daß als xn das letzte berechnete Ergebnis verwendet werden soll - der Rest is dann einfach nur Enter drücken, bis sich das Ergebnis nicht mehr verändert... ;)
  • #7 von blues am 02 Sep, 2009 08:19
  • Wie gesagt entweder mit einem Taschenrechner, oder die Formel in Excel eingeben und dann die Zellen nach unten kopieren, bis sich nichts mehr ändert.
    Variante 2 z.B. mit der Excel Zielwertsuche.
    In Zelle B1 eintragen: =2-A1-ln(A1)
    Dann Extras Zielwertsuche B1 "0"; veränderbare Zelle A1 => fertig

    Natürlich kann man es mit jedem Mathematikprogramm auch berechnen, aber ich denke nicht, dass Du ein Mathcad, Mathematika, Matlab, etc. daheim hast.

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